Pilotprojekt

Einfach Wärme speichern

Strom speichern, kennt man.Aber Wärme auf Vorrat? Wie's geht, zeigt der Praxistest des Pfalzwerke Pilotprojekts ThermSpe4EE. Familie Hoffmann ist mit dabei.

Erneuerbare Energien gibt es je nach Wetterlage reichlich und günstig. Warum nicht zu Hause direkt in Wärme verwandeln und speichern? Dieser Frage geht das Pfalzwerke Pilotprojekt ThermSpe4EE nach.

Seit Januar stehen im Keller von Regina und Thomas Hoffmann zwei große Warmwasserspeicher mit insgesamt 1.800 Liter. Eine Wärmepumpe mit einer Leistung von 9,8 Kilowatt ist an der Außenwand des Hauses montiert und heizt sie auf. Sie sind die Hauptakteure im Pfalzwerke Pilotprojekt ThermSpe4EE, an dem die Familie teilnimmt. Die Abkürzung steht für Thermische Speicherung für Erneuerbare Energien. Die Grundfrage lautet dabei, wie können erneuerbare Energien effizient für die Beheizung eingesetzt werden? Und zwar nicht in einem Neubau, wo man nach neuesten energieeffizienten Erkenntnissen planen und bauen kann, sondern in einem klassischen Bestandshaus, das bereits einige Jahre auf dem Buckel hat. Die einzelnen energierelevanten Elemente sind nach heutigem Wissens- und Technikstand hier in der Regel noch nicht optimal aufeinander abgestimmt.

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Hauptakteur: Die Wärmepumpe zieht aus der Außenluft die Wärme ab und heizt damit warmes Wasser auf.

Jetzt kommt die Wärmewende

Bislang drehte sich bei der Energiewende alles um das Thema Strom. Doch „nach der Stromwende kommt jetzt die Wärmewende“, ist die Ingenieurin Karin Maar überzeugt. Sie betreut in der Abteilung Technologie und Innovation bei den Pfalzwerken das Pilotprojekt ThermSpe4EE. Die Idee: Eine Wärmepumpe, die im Idealfall mit Strom aus erneuerbaren Energien gespeist wird, sorgt für warmes Wasser und Heizung. Doch anders als bislang üblich, startet die Wärmepumpe nicht dann, wenn Wärme benötigt wird, sondern wenn günstig Strom zur Verfügung steht und heizt den Wasserspeicher auf. Ingenieure der TU-Kaiserslautern beschäftigen sich mit der Frage der Speicher und der Energie- managementsysteme und sind mit dem Testlauf bei Familie Hoffmann mit im Boot. Für das Pilotprojekt haben sich die Pfalzwerke eine klassische Situation ausgesucht: Das Haus von Regina und Thomas Hoffmann wurde 1991 gebaut. Sie haben es 2005 mitsamt einer Ölheizung gekauft. Am liebsten wäre ihnen bereits zu diesem Zeitpunkt eine Wärmepumpe gewesen. „Wir wollen weg von fossilen Brennstoffen“, erklärt Regina Hoffmann. Doch diese Investition musste noch warten. Zunächst entschieden sie sich für eine Photovoltaikanlage (PV) mit einer Leistung von 8,8 Kilowattpeak. Ein Großteil des Ertrags wird ins Netz der Pfalzwerke eingespeist. Langfristig liebäugeln sie mit einem Stromspeicher, sodass sie ihre Selbstnutzungsrate weiter erhöhen können.

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Eigener Strom: Die PV-Anlage bei den Hoffmanns liefert mehr Strom als Sam, Regina, Amy und Thomas Hoffmann (von links) verbrauchen.

Umrüstung zur Wärmespeicherung

Seit einem halben Jahr ist die Ölheizung Vergangenheit und die Wärmepumpe hat die Versorgung übernommen. Gleichzeitig wurden 13 Radiatoren gegen Niedertemperaturheizkörper ausgetauscht. Herzstück der Anlage ist ein Energiemanagementsystem, das im Rahmen des Forschungsprojektes neu entwickelt wurde. Es kommuniziert zwischen Familie Hoffmann, den Pfalzwerken und aktuell der TU-Kaiserslautern und prognostiziert auf Basis vorhandener Daten den voraussichtlichen Energiebedarf der vierköpfigen Familie in den nächsten 24 Stunden. Interessant ist nun das Energieangebot über 24 Stunden hinweg. Für das Pilotprojekt haben die Pfalzwerke vier Preisstufen definiert und simulieren damit unterschiedliche Marktpreise, die entsprechend der Marktentwicklung am Tag aufgerufen werden.

Raumtemperatur per App steuern

Doch das Energiemanagementsystem kann noch mehr. „Im Haus ist ein Funksystem in­stalliert, sodass wir die Wärme in jedem Raum einzeln steuern können und zwar auch von unterwegs aus per App“, erklärt der Familienvater und deutet auf sein Smartphone. Auch lassen sich via PC oder Tablet einzelne Profile für die Heizung anlegen. „Wir haben beispielsweise ein Profil für das Badezimmer, das die Temperatur ab 5.30 Uhr bis 8 Uhr hochfährt“, beschreibt Regina Hoffmann die Möglichkeiten. Ihr Mann, der als Informatiker arbeitet, wie auch sie, als Sachbearbeiterin, nutzen gemeinsam ein Homeoffice. „Da lege ich je nach unseren geplanten Arbeitszeiten ein neues Profil an“, so die Computer begeisterte Mutter. Auch die maßgeschneiderte Steuerung trägt zur effizienten Nutzung der Wärme und damit der Energie bei. Der Verlauf der Raumwärme wie des Energievebrauchs lässt sich natürlich auch über die App einsehen.

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Zugriff: Per App kann Familie Hoffmann die Temperatur steuern.

Erstes Fazit

„Die Anlage läuft prima, von den Abläufen im Hintergrund bekommen wir nichts mit“, ergänzt Regina Hoffmann. In einer weiteren Stufe ist angedacht, den Ertrag der eigenen PV-Anlage miteinzubeziehen. Aktuell sammelt die TU Kaiserslautern konsequent die Daten. Auf das erste Zwischenergebnis darf man gespannt sein. Danach folgt 2017/2018 eine zweite Heizperiode. Die unterwegs wird weiter berichten.




ThermSpe4EE kurz erklärt

Insgesamt sechs Projektpartner aus Wirtschaft und Forschung bringen für das Pilotprojekt ihre Kompetenzen mit ein. Ein wesentlicher Part fällt der Technischen Universität Kaiserslautern zu, wo die Fachbereiche Bauingenieurwesen, Elektrotechnik und Informationstechnik sowie Architektur zusammenarbeiten. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Von Einfamilienhäusern der Baujahre vor 1900 bis hin zu Mehrfamilienhäusern der neuesten Energieeinsparungsverordnung wurden am Rechner 35 Gebäudemodelle für eine Simulation aufgebaut, die mit verschiedenen Wärmepumpen als auch technischen Wasserspeichern ausgestattet wurde. Daran wurde ein Speicher- und Energiemanagementsystem getestet, das den Einsatz der Wärmepumpe anhand zeitvariabler Tarife steuert und den Wirkungsgrad optimiert. Jetzt findet eine erste Überprüfung der Simulationen in der Praxis statt. Das Potenzial dieses Projekts lässt sich bislang erst erahnen.

Dieter Dietz betreut Familie Hoffmann vor Ort und ist überzeugt: „Der Ansatz von ThermSpe4EE ist ökologisch sinnvoll und bringt finanzielle Vorteile für die Haushalte – jetzt muss die Praxis die Simulation bestätigen.“




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